Le coke de pétrole à haute teneur en matières volatiles est sujet au « fissuration » ou à l’« encrassement » lors de la calcination.

Analyse du mécanisme :

Phénomène d'explosion (éclatement) :

• Échappement rapide des matières volatiles : Lorsque la teneur en matières volatiles du coke de pétrole est élevée, ces matières s’échappent rapidement lors de la montée en température en début de calcination. Si cette échappement est trop rapide, une pression de vapeur importante s’accumule à l’intérieur des particules de coke, provoquant leur éclatement.
• Contrôle inadéquat de la température : la quantité maximale de matières volatiles s’échappe lors de la calcination à des températures comprises entre 600 et 700 °C. Si la température augmente trop rapidement durant cette étape, les matières volatiles s’échappent violemment, aggravant le phénomène d’éclatement.

Phénomène d'encrassement :

• Combustion incomplète des matières volatiles : lors de la calcination du coke de pétrole à haute teneur en matières volatiles, la combustion incomplète des matières volatiles produit une grande quantité de noir de carbone et de particules imbrûlées.
• Fusion des cendres : Les cendres du coke de pétrole fondent à haute température et se combinent avec des particules non brûlées pour former des mélanges eutectiques à bas point de fusion qui adhèrent aux parois du four ou aux équipements, ce qui entraîne la formation de scories.
• Température excessive : lorsque la température de calcination dépasse la température de ramollissement des cendres, celles-ci fondent et adhèrent, formant du laitier.

Mesures préventives:

Contrôle de la température de calcination et de la vitesse de chauffage :

• Chauffage par paliers : lors de la phase initiale de calcination, il convient d’adopter une vitesse de chauffage réduite afin de permettre une évacuation lente des matières volatiles et d’éviter une pression de vapeur interne excessive. Par exemple, un chauffage lent avant 900 °C peut améliorer le rendement.
• Contrôle de la température de l'étage à haute température : À haute température (par exemple, 1240–1300 °C), réduire de manière appropriée la vitesse de chauffage pour aider à améliorer la densité réelle et la résistance à l'oxydation du coke calciné, réduisant ainsi le risque de scories.

Optimisation du fonctionnement des équipements de calcination :

• Maintenir un faible niveau de matière : Dans les fours à creuset, maintenir un faible niveau de matière pour permettre au coke de pétrole ajouté d'expulser rapidement les matières volatiles, réduisant ainsi son temps de séjour dans le four et diminuant le risque d'encrassement.
• Augmenter la pression négative : Maintenir une pression négative élevée pour faciliter l’évacuation en douceur des matières volatiles et empêcher leur accumulation à l’intérieur du four.
• Nettoyage régulier des orifices d'évacuation des matières volatiles : Nettoyez fréquemment les orifices d'évacuation des matières volatiles et les canaux de collecte afin d'éviter les obstructions et d'assurer une évacuation sans entrave des matières volatiles.

Ajustement des proportions de matières premières :

• Calcination mixte : Ajouter du coke de pétrole à faible teneur en matières volatiles ou du coke calciné à du coke de pétrole à forte teneur en matières volatiles pour réduire la teneur globale en matières volatiles. Veiller à respecter les proportions exactes et à assurer un mélange homogène afin d’éviter des concentrations localement élevées en matières volatiles.
• Contrôler la granulométrie des matières premières : éliminer les matériaux surdimensionnés et les impuretés métalliques afin de réduire la teneur en matières inorganiques et de minimiser les sources de scories.

Amélioration des paramètres de processus :

• Contrôle précis de la teneur en oxygène : Maintenir une teneur en oxygène adéquate permet d’éviter les atmosphères réductrices qui abaissent le point de fusion des cendres. Par exemple, lorsque la teneur en oxygène est inférieure à 5 %, le point de fusion des cendres diminue de 100 à 150 °C, ce qui augmente le risque de formation de scories.
• Optimisation de la distribution d'air : Ajuster le rapport de distribution d'air en fonction de l'étape de calcination afin d'assurer une combustion complète des matières volatiles et de réduire la production de noir de carbone et de particules imbrûlées.

Modification et entretien des équipements :

• Modification des équipements de calcination : Pour le coke de pétrole à haute teneur en matières volatiles, modifier spécifiquement les fours rotatifs ou les fours à creuset, par exemple en ajoutant des canaux d’évacuation des matières volatiles et en optimisant la distribution du flux d’air interne, afin de les adapter aux exigences de calcination des matériaux à haute teneur en matières volatiles.
• Inspections régulières des équipements : assurez-vous du bon fonctionnement des équipements afin de prévenir toute surchauffe localisée ou toute mauvaise circulation d’air pouvant entraîner la formation de scories. Par exemple, inspectez les brûleurs et les conduits de fumée et nettoyez rapidement les cendres et les scories accumulées.